吉林省設施農業機械化與配套技術應用＊

齊瑞鋒，楊 晶（吉林省農業機械研究院，長春 130022）

吉林省地處北緯41～46℃，四季分明，年平均氣溫5.1℃，冬季平均氣溫在-11℃以下。無霜期120～135 天，露地生產期間4～10 月，蔬菜瓜果的供應期只有180 天左右，這些氣候特點對蔬菜瓜果生產都是不利因素，但也促進了吉林省設施農業的發展。

吉林省第三次全國農業普查數據顯示，2016 年末，全省溫室占地面積3960.53 hm2，大棚占地面積13628.84 hm2，漁業養殖用房面積20.45 hm2。設施栽培面積約合26 萬畝（1.73萬hm2），至2020 年末，設施栽培面積發展至50 萬畝（3.34 萬hm2）。雖然設施栽培面積較大，但整體機械化水平還很低，僅在耕、種、管等部分環節實現機械化。

吉林省設施農業機械化現狀

吉林省棚室設施以一面坡越冬溫室、春秋棚為主，少量連棟溫室。溫室、大棚種植床為南北走向，種植床短，機械化作業有效距離短，如蔬菜播種機、移栽機，畦床兩端漏播、漏栽較多，且轉彎困難，因此限制了機械的發展應用。

在耕整、灌溉、保溫卷簾等方面基本實現機械化，智能化程度不高。耕整地以手扶小型旋耕機為主，配套動力大多在2.2～5.9 kW，動力有柴油機、汽油機、電動機。因考慮了兼顧露地作業，因此存在操作不靈便、適應性較差等問題。水肥一體化灌溉技術已廣泛應用，大部分智能化程度不高，以固定式溝灌、微噴、滴灌為主，輔以文丘里施肥器、注入式施肥泵，控制方式以人工控制或簡單定時控制。部分園區配備了比例施肥器、灌溉施肥機、移動噴灌機，實現精準灌溉施肥。卷膜器、卷簾機廣泛應用，卷膜以手動卷膜為主，卷簾機以支臂式電動卷簾為主，人工控制卷放，自動化程度低。

穴盤育苗播種機少部分應用，主要應用于水稻育苗，蔬菜育苗僅部分規模化園區采用。蔬菜播種機、移栽機、蔬菜收獲機應用較少，僅部分園區作為試驗示范。

設施栽培技術及裝備配套機械化程度較低，物聯網環境控制系統成本較高，難以大面積普及。在精量播種、育苗嫁接、移栽和收獲等環節技術裝備方面需要進一步突破短板，研制適合栽培模式的小型機具，縮小轉彎半徑，便于移動，減少漏播、漏耕等作業區域。

設施園藝技術應用

針對吉林省氣候特點及種植模式，吉林省農業機械研究院聯合我省部分科研院所、農機企業開展了針對性研究，在溫室采光蓄熱保溫、溫室環境控制、水肥一體化技術、無土栽培等方面取得成效。

基于ZigBee 技術的智能溫室系統

基于ZigBee 技術的智能溫室系統，基于ZigBee 的無線數據采集節點，通過ZigBee 無線傳感器傳感器將溫室內溫度、濕度、光照、土壤水分等參數傳輸到控制系統，控制系統根據農作物生長規律，自動控制執行機構，進行通風、降溫、加濕等，調節環境參數，使農作物處于適宜的生長環境。實現了對溫室內農作物的智能檢測與管理。推進了吉林省棚室設施管理智能化、信息化的發展，該成果獲吉林省科技進步三等獎（圖1）。

圖1 物聯網溫室環境調控系統

高效節能生態溫室技術

高效節能生態溫室，通過優化采光角度、多層異質復合蓄熱保溫墻體、雙層棚結構、復合保溫被等工程技術手段的綜合應用，實現了高寒地區冬季不采暖或少采暖進行生產（圖2）。

圖2 高效節能日光溫室

水稻標準化育苗大棚技術

水稻標準化育苗大棚，棚寬9 m，長60 m，有效育苗面積500 m2，供5 hm2土地使用。配備物聯網環境監控系統、卷膜通風系統、自動灌溉系統，該技術在我省廣泛推廣應用，引領了吉林省水稻育苗發展方向，提高了吉林省設施農業機械化水平，推動了吉林省水稻全程機械化進程。該成果2021 年獲吉林省科技進步三等獎（圖3～4）。

圖3 水稻標準化育苗大棚

水肥一體技術及裝備

水肥一體技術及裝備，借鑒以色列、美國的成功經驗，結合我省實際需求，研制了水肥一體化精準灌溉控制系統、溫室移動噴灌機等，解決了灌溉不均、水肥利用率低等問題。實現水、肥按作物需求精準定量施用（圖5～6）。

圖4 水稻標準化育苗

圖5 水肥一體機

圖6 溫室移動噴灌機

溫室馬鈴薯原種工廠化氣霧栽培技術及裝備

溫室馬鈴薯原種工廠化氣霧栽培系統及裝置，由專用霧培溫室、控制系統、營養液池、供液系統、氣霧栽培槽等組成，實現了馬鈴薯原種由實驗室少量試驗生產到工廠化大批量生產，解決了營養液調配復雜、運行成本高等問題，單株結薯可達80 粒。在吉林省、西藏、河北、內蒙古等地廣泛應用，極大地促進了無土栽培產業發展（圖7～8）。

發展趨勢

2020 年6 月27 日，“農業農村部關于加快推進設施種植機械化發展的意見”提出加快推進生產作業機械化和設施裝備智能化。2021 年10 月，吉林省出臺《關于加快推進全省棚膜經濟發展的實施意見》，根據《意見》，吉林省將實施“百萬畝棚膜建設工程”，計劃“十四五”末期，吉林省棚室面積達到80 萬畝（5.34 萬hm2），2021～2030 年底，實現突破100 萬畝（6.67 萬hm2），力爭用5～10年時間，實現翻一番。因此設施農業將迎來一個新的發展高潮，機械化水平也將進一步提高。

基于吉林省地域及氣候特點，吉林省設施棚室建造仍以一面坡溫室、大棚為主，棚室設計上應適合機械設備安裝、機械化作業，如棚室結構應適合落雪、清雪作業。機械設備應與棚室結構相適應，操作便捷。

農機農藝深度融合，種植模式標準化，種植品種單一化，一園一品或一區一品，有利于制定標準化管理制度及機械化作業。設施管理標準化、智能化，根據不同作物生長規律，不斷完善相應管理制度，形成標準化種植，適時調整環境參數，使作物實時處于最佳生長環境。

機具研制專門化、系列化、智能化。對現有機具完善升級，依據種植模式不斷完善配套機具，在播種、移栽、收獲、清雪等方面開展針對性研究，補齊短板弱項。